KR100665481B1 - 필름 연속 도금 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 긴(長尺) 기재필름에 반송장력을 걸지 않고도 연속 도금을 실시할 수 있는 필름연속도금장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 폭방향의 양끝 부근에 길이방향으로 연장되도록 띠형상의 지지부재(11)가 접합된 긴 기재필름(10)의 상기 지지부재(11)에 반송(搬送)장력을 인가함으로써 기재필름(10)을 반송하는 권취장치(7)와, 상기 기재필름(10)을 도금액에 통과시킴으로써 기재필름(10)에 도금을 실시하는 도금조(1)를 구비하는 것으로, 지지부재(11)에 반송장력을 인가하여 기재필름(10)을 반송하므로, 기재필름(10)에는 반송장력이 거의 걸리지 않게 되어, 기재필름(10)이 늘어나지 않은 상태에서 도금층이 형성되기 때문에, 종래와 같이 기재필름(10)에 잔류응력이 남아 FPC가 말아올려지거나 주름이 생성되거나 치수정밀도가 나빠지는 등의 문제가 일어나지 않게 된다.

Description

필름 연속 도금 장치 및 방법{A film consecutive plating apparatus and method}

도 1은 본 발명이 적용되는 연속도금장치를 나타낸 구성도이고,

도 2는 가공물을 나타낸 도면으로, (a)는 단면도, (b)는 시드층 형성면을 나타낸 도면이고,

도 3은 급전롤을 나타낸 도면, (a)는 정면도, (b)는 단면도이고,

도 4는 본 발명의 작용을 설명하는 도면이고,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 도면이다.

1 : 도금조 3 : 가공물(work) 4 : 양극

5 : 급전(給電)롤 6 : 송출장치 7 : 권취장치

8 : 틈새 10 : 기재필름 11 : 지지부재

12 : 시드층 13 : 급전부 14 : 절연부

15 : 싱크롤

본 발명은 예를 들면 FPC(Flexible Print Circuit Board) 등에 사용되는 필 름연속도금장치 및 방법에 관한 것이다.

근래, 노트북이나 휴대전화 등과 같은 전자기기의 보급으로 인해, FPC의 수요가 대폭 증대되고 있다. 또한, 이들 전자기기의 소형화 및 고성능화가 급격하게 진행되고 있으며, FPC에 대한 품질요구도 점점 엄격해지고 있다.

종래의 FPC는 폴리이미드 등의 기재(基材)필름에 압연동박을 접착제로 적층한 것이 주류를 이루었으며, 동박의 두께가 35㎛이상이고 회로의 패턴 폭이 100 내지 200㎛이상인 것이 사용되었다. 그러나, 복잡한 회로를 고밀도로 형성하기 위해, 회로폭을 좁게 하는 파인 패턴화와 기재필름의 박막화가 진행되고 있으며, 캐스팅방법에 의한 FPC나, 나아가 도금법에 의해 기재필름에 동막을 형성시키는 FPC의 생산방법이 개시되고 있다(예를 들면, 일본 특허공개 제2000-192289호 공보 참조).

그러나, 상기 일본 특허공개공보에 개시된 방법은 긴 기재필름에 어느 정도의 반송(搬送)장력을 걸어 권취하면서 도금액에 통과시켜 도금을 실시하도록 되어 있다. 따라서, 폴리이미드 등의 기재필름은 도금액에 침지된 상태에서 장력이 가해지기 때문에, 기재필름이 팽윤(膨潤:Swelling)되어 장력이 걸려 신장된 상태에서 도금층이 형성되게 된다. 그 후, 도금층을 형성한 기재 필름을 건조시키면, 기재필름이 신장된 상태에서 형성된 도금층과, 그 신장상태로부터 원상태로 되돌아가려고 하는 기재필름이 접합된 상태가 되어, 기재필름에 잔류응력이 남게 된다. 이와 같은 도금 시드의 도금층에 대해 회로 패턴을 형성하면, 부분적으로 도금층이 제거되 어 기재필름이 노출된 부분에 상기 잔류응력이 나타나며, 결과적으로 FPC가 말아 올려지거나 주름이 생기거나 혹은 칫수정밀도에 악영향을 미치는 결과가 되었다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 긴 기재필름에 반송장력을 걸지 않고도 연속 도금을 실시할 수 있는 필름연속도금장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 필름연속도금장치는, 폭방향의 끝부분(端部) 부근에 길이방향으로 연장되도록 띠형상의 지지부재가 접합된 긴 기재필름의 상기 지지부재에 반송(搬送)장력을 인가함으로써 기재필름을 반송하는 반송수단과, 상기 기재필름을 도금액에 통과시킴으로써 기재필름에 도금을 실시하는 도금조를 구비한 것을 요지로 한다.

또한, 본 발명의 필름연속도금방법은, 긴 기재필름에 대해, 폭방향의 단부 부근에 길이방향으로 연장되도록 띠형상의 지지부재를 접합하는 단계 및 상기 지지부재에 반송장력을 인가하여 기재필름을 반송함으로써 상기 기재필름을 도금액에 통과시켜 기재필름에 대해 도금을 실시하는 단계인 것을 요지로 한다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 연속도금장치의 일실시예를 나타낸 구성도로, 본 발명의 도금방법을 실현하는 것이다.

이 연속도금장치는 FPC 등의 긴 필름형상물인 가공물(3)에 대해 동도금을 실 시하는 것으로, 상기 가공물(3)을 음극으로 하여 연속적으로 동도금하기 위한 도금조(1)를 구비하고 있다.

상기 도금조(1)는 조내의 바닥 부근의 중앙부에 싱크롤(15)이 배치되며, 도금조(1)의 상부에 배치된 2개의 급전롤(5)과 싱크롤(15)에 가공물(3)을 걸쳐, 가공물을 반송하면서 도금액에 통과시켜 도금을 실시하도록 되어 있다. 가공물은 도면 좌측에 도시된 송출장치(6)로부터 공급되는 상류측의 급전롤(5), 싱크롤(15), 하류측의 급전롤(5)에 걸쳐져서, 도면 우측에 도시된 권취장치(7)를 향해 반송된다.

상기 권취장치(7)에는 회전구동수단(미도시)에 의해 회전구동되며, 가공물(3)에 권취 장력을 인가하면서 권취하도록 되어 있으며, 가공물(3)에 반송장력을 인가하여 반송하는 본 발명의 반송수단으로서의 기능을 한다. 가공물(3)은 도금조(1)내를 상하로 한번 왕복하는 동안에 도금된다.

이 실시예에서, 상기 도금조(1)에는 도금액으로서 동도금에 사용되는 황산동 수용액이 수용되어 있다. 또한, 상기 도금액에는 필요에 따라 동도금의 광택제, 평활제, 표면친수성 부여(유성:濡性) 개량제 등을 주성분으로 하는 첨가제가 첨가된다.

이 실시예에서, 상기 도금조(1)에는 가공물(3)의 외측면(도금면)과 대면하도록 양극(4)이 배치되어 있다. 이 실시예에서는 2개의 급전롤(5)로부터 전기 공급을 받아 도금조(1)의 양측에서 도금을 실시하도록 도금조(1)의 양측에 2개의 양극이 마련되어 있다. 상기 각 양극(4)은 판형태이며, 가공물(3)의 도금면과 평행하게 대면하도록 배치되어 있다.

상기 양극(4)으로서는 예를 들면, 티타늄판을 기재로 하여 가공물(3)의 도금면과 대면하는 면에, 산화이리듐을 주성분으로 한 피복제를 피복한 불용성 양극이나, 인을 함유한 동블록을 티타늄 바스켓에 충진한 용해성의 양극 등을 사용할 수 있지만, 특별히 한정되지는 않는다.

도 2는 상기 가공물(3)을 나타내는 도면이다. 상기 가공물(3)은 이 실시예에서는 두께가 10 내지 20㎛정도인 폴리이미드 등의 수지제 기재필름(10)의 일면에, 스퍼터 처리에 의해 두께 0.1 내지 0.2㎛정도의 동피막인 전기도금의 시드층(12)을 형성한 것이다. 상기 시드층(12)에 급전롤(5)에 의해 전기를 공급하여 시드층(12)을 음극으로 사용하여 동도금이 이루어진다.

또한, 상기 가공물(3)은 폭방향의 양끝 부근에 길이방향으로 연장되도록 띠형상의 지지부재(11)가 접합되어 있다. 상기 지지부재(11)는 기재필름(10)의 양끝부근의 전체길이에 걸쳐 접합되어 있다. 상기 지지부재(11)는 기재필름(10)의 폭방향의 양끝부에 배치되며, 기재필름(10)의 길이방향의 중심축에 대해 좌우대칭이 되도록 배치되어 있다. 이와 같이 함으로써, 급전롤(5)이나 싱크롤(15)에 걸쳐서 반송하거나 권취장치(7)로 권취하거나 할 때의 사행(蛇行)을 방지하며, 주름이 발생하거나 후술하는 급전롤(5)에 의한 전기공급불량을 방지하도록 되어 있다.

또한, 상기 가공물(3)은 최종적으로 지지부재(11)가 부착된 단부를 잘라내어 정규폭을 갖는 최종제품으로 만들므로, 도금할 때의 상태는 정규의 제품폭보다도 양끝의 지지부재(11)의 부착부분만큼 폭이 넓도록 설정되어 있다.

또한, 상기 지지부재(11)는 이 실시예에서는 두께가 수십 내지 수백㎛정도인 띠형상의 동박 등과 같은 도전성부재가 사용되고, 기재필름(10) 표면의 시드층(12)상에 도전성 접착제 등에 의해 접합되며, 시드층(12)과 전기적으로 접속된 상태로 기재필름(10)에 접합되어 있다.

그리고, 상기 가공물(3)은 상기 시드층(12)측의 면이 급전롤(5)의 표면과 대면하도록 공급되어, 급전롤(5)로부터 지지부재(11)에 전기를 공급함으로써, 지지부재(11)를 통해 시드층(12)에 전기를 공급하여 가공물(3)의 도금조(1)의 바깥쪽을 향한 시드층(12) 형성면에 도금을 실시하도록 되어 있다.

도 3은 상기 급전롤(5)을 나타내는 도면이다. 상기 급전롤(5)의 폭은 가공물(3)의 폭과 거의 동일하거나 그보다 약간 큰 크기로 설정되어 있다. 상기 급전롤(5)에는 그 양끝부 부근에, 상기 가공물(3)의 지지부재(11)와 접촉하며 지지부재(11)로 전기를 공급하는 급전부(13)가 형성되어 있다. 즉, 상기 급전부(13)의 간격은 가공물(3)의 지지부재(11)의 간격과 거의 동일하게 설정되어 있으며, 각 급전부(13) 자체의 폭은 띠형상의 지지부재(11)의 폭과 거의 동일하거나 그보다 약간 큰 크기로 설정되어 있다.

상기 급전부(13)는 가공물(3)의 지지부재(11)에 대응하는 부분의 외주면에 도전성 롤 모재가 노출되게 하여 형성되어 있다. 또한, 상기 급전롤(5)은 상기 급전부(13) 이외의 가공물(3), 즉 기재필름(10)과 대면하는 표면이 절연부(14)로 형성되어 있다. 상기 절연부(14)는 예를 들면 급전롤(5)의 급전부(13) 이외의 부분이 급전부(13)보다도 조금 작은 직경으로 형성되며, 이 소경부를 절연성 시드로 덮음으로써 형성할 수 있다. 상기 절연성 시드로서는 예를 들면 시드형상의 고무재료 나 수지재료 등이 사용된다.

도 4는 상기 급전롤(5)에 상기 가공물(3)이 걸쳐져서 급전 및 반송이 이루어지는 상태를 상세하게 나타낸다. 또한, 도 4(a)는 도 1의 송출측(좌측)의 급전롤(5)을 나타내고 있다. 권취측(우측)의 급전롤(5)은 도 4(a)와 좌우가 대칭이 되지만 마찬가지이다.

상기 급전롤(5)의 외주면과 가공물(3)의 시드층(12) 형성면이 마주보도록, 급전롤(5)에 가공물(3)이 걸쳐지게 된다. 이 때, 급전롤(5)의 급전부(13)와 가공물(3)의 지지부재(11)와의 간격이 거의 동일해지기 때문에, 급전부(13)와 지지부재(11)가 접촉되며, 급전부(13)로부터 지지부재(11)로의 전기공급이 이루어지고, 상기 지지부재(11)를 통해 시드층(12)에 전기를 공급하도록 되어 있다.

상기 급전롤(5)은 전기공급 및 반송하는 상태에서는 급전롤(5)과 가공물(3)은 급전롤(5)의 급전부(13)와 가공물(3)의 지지부재(11)만이 접촉되어 있으며, 급전롤(5)의 급전부(13) 이외의 표면과 기재필름(10) 및 시드층(12)과의 사이에는 지지부재(11)의 두께만큼의 틈새(8)가 형성되어 있다.

그리고, 권취장치(7)에서는 상기 가공물(3)의 양 지지부재(11)에 권취 장력, 즉 반송장력을 인가하여 권취함으로써 기재필름(10)을 반송한다. 이 반송으로 인해, 지지부재(11)에 반송장력이 인가되어 급전롤(5)을 회전시키며, 급전롤(5)의 급전부(13)가 지지부재(11)에 전동 접촉하게 된다. 그리고, 상기와 같이 반송함으로써 기재필름(10)을 도금조(1)의 도금액에 통과시켜 기재필름(10)의 시드층(12)에 도금층이 형성된다.

그 후, 지지부재(11)가 부착된 양끝부를 슬릿터로 잘라내고, 부착부가 없는 상태의 정규 폭으로 슬릿터하여 최종 제품으로 만든다.

이상과 같이, 본 발명에서는 폭방향의 양끝 부근에 길이방향으로 연장되도록 띠형상의 지지부재(11)가 접합된 긴 기재필름(10)의 상기 지지부재(11)에 반송장력을 인가함으로써 기재필름(10)을 반송한다. 이와 같이, 지지부재(11)에 반송장력을 인가하여 기재필름(10)를 반송하기 때문에, 기재필름(10)에는 반송장력이 거의 걸리지 않게 된다. 이 때문에, 기재필름(10)이 도금액에 침지되더라도 대부분 신장되지 않으며, 신장되지 않은 상태에서 도금층이 형성되기 때문에, 종래와 같이 기재필름(10)에 잔류응력이 남아 FPC가 말아올려지거나 주름이 생성되거나 칫수정밀도가 나빠지는 등의 문제가 일어나지 않게 된다.

또한, 급전롤(5) 등의 롤에 대해 회전구동을 수행하지 않아도, 기재필름(10)에 대한 반송장력을 걸지 않도록 할 수 있다. 따라서, 급전롤(5)에 회전구동장치를 마련할 필요가 없게 되고, 복수의 급전롤(5) 및 권취장치(7)와의 반송속도를 일치시키기 위한 회전수를 제어하기 위한 제어장치도 불필요하기 때문에, 설비비용도 절감할 수 있다. 또한, 도금조(1) 내에서 가공물(3)을 반전시키는 싱크롤(15)은 롤 자체가 도금액에 침지되어 있기 때문에, 액밀(液密)상태를 유지하면서 구동을 거는 구조가 매우 복잡해지므로, 싱크롤(15)을 구비한 도금장치에서 매우 유리하다.

또한, 상기 기재필름(10)은 표면에 전기도금의 시드층(12)이 형성된 것이며, 상기 지지부재(11)는 기재필름(10)의 시드층(12)과 전기적으로 접속된 상태에서 기 재필름(10)에 접합된 도전성부재이며, 상기 기재필름(10)의 시드층(12)에 전기를 공급하기 위한 급전롤(5)은 상기 지지부재(11)에 전기를 공급하는 것이기 때문에, 도금시에는 급전롤(5)과 지지부재(11)가 접촉하여 시드층(12)에 대한 전기 공급이 이루어지며, 급전롤(5)과 기재필름(10)이나 시드층(12)과의 사이에 지지부재(11)의 두께만큼의 틈새(8)가 생겨 직접 접촉하지 않게 된다. 이 때문에, 특히 권취측, 즉 도금액을 통과하여 하류측에 배치된 급전롤(5)에 있어서, 도금액이 가공물(3)에 부착되어 들어올려져서 급전롤(5)에 부착되었다고 할지라도, 시드층(12)과 급전롤(5)과의 사이에 틈새(8)가 형성되어 도금액이 흘러 떨어지기 때문에, 도금중의 급전롤(5)에 도금금속의 석출이 어느정도 방지된다.

또한, 상기 급전롤(5)은 지지부재(11)에 전기를 공급하는 급전부(13) 이외의 기재필름(10)과 마주보는 표면이 절연된 절연부(14)에 형성되어 있기 때문에, 특히 권취측, 즉 도금액을 통과하여 하류측에 배치된 급전롤(5)에 있어서, 도금액이 가공물(3)에 부착되어 들어올려져서 급전롤(5)에 부착되었다고 할지라도, 상기 급전롤(5)의 기재필름(10)과 마주보는 표면이 절연되어 있기 때문에, 도금중의 급전롤(5)에 도금금속의 석출이 거의 완전히 방지된다.

또한, 상기 지지부재(11)가, 기재필름(10)의 폭방향의 양끝부에 배치되며, 기재필름(10)의 길이방향의 중심축에 대해 좌우대칭이 되도록 배치되어 있기 때문에, 급전롤(5)이나 싱크롤에 가공물(3)을 걸쳐서 반송하거나 권취장치(7)에 의해 권취하거나 할 때의 사행을 방지한다. 이로써, 기재필름(10)의 주름생성을 방지함과 동시에, 지지부재(11)가 급전롤(5)상에서 사행하여 급전부(13)와의 통전이 끊어 지는 상태가 되는 것을 방지하고, 급전롤(5)에서의 급전불량을 방지하도록 되어 있다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸다.

상기 제 1 실시예에서는 기재필름(10)의 양끝부에 지지부재(11)를 부착하여 반송하도록 한 반면, 제 2 실시예에서는 기재필름(10)의 일단부에 지지부재(11)를 부착하고, 지지부재(11)를 위로 하여 기재필름(10)을 가로로 한 상태에서, 상단부의 지지부재(11)에 반송장력을 인가하여 반송함과 아울러, 상기 지지부재(11)를 통해 전기를 공급하는 것이다. 기재필름(10)의 하단부는 자유단으로 되어 있다. 그 이외에는 상기 제 1 실시예와 마찬가지이며, 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 이 실시예에서도 상기 제 1 실시예와 동일한 작용효과를 보인다.

또한, 상기 실시예에서는 기재필름(10)과 지지부재(11)를 도전성 접착제 등으로 접합한 예를 나타내었지만, 시드층(12)과 지지부재(11)가 전기적으로 접속된 상태에서 기재필름(10)에 접합되는 것이라면, 접합방법을 한정하지 않는다.

또한, 상기 실시예에서는 도금조(1)를 하나만 도시하여 설명하였는데, 필요에 따라 도시한 도금조(1)를 복수개 늘어놓고 도금을 실시하거나, 스트라이크 도금조를 나란하게 형성하거나 할 수도 있다. 또한, 설명은 생략하였지만, 필요에 따라 산 세정 등의 전처리 설비나 방청처리 등의 후처리 설비를 부대시키는 것도 가능하다.

또한, 상기 실시예에서는 전기동도금을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 동이외의 전기 도금에도 적용할 수 있으며, 무전해도금에 적용하는 것도 가능하다.

즉, 본 발명에 따르면, 폭방향의 단부 부근에 길이방향으로 연장되도록 띠형상의 지지부재가 접합된 긴 기재필름의 상기 지지부재에 반송장력을 인가함으로서 기재필름을 반송한다. 이와 같이, 지지부재에 반송장력을 인가하여 기재필름을 반송하기 때문에, 기재필름에는 반송장력이 거의 인가되지 않게 된다. 이 때문에, 기재필름이 도금액에 침지되더라도 거의 늘어나는 일이 없고, 늘어나지 않은 상태에서 도금층이 형성되기 때문에, 종래와 같이 기재필름에 잔류응력이 남아 FPC가 말아올려지거나 주름이 생성되거나 칫수정밀도가 나빠지는 등의 문제가 일어나지 않게 된다.

또한, 가공물을 반송하기 위한 롤에 대해 회전구동을 실행하지 않더라도, 기재필름에 대한 반송장력을 걸지 않도록 할 수 있다. 이로 인해, 롤에 회전구동장치를 마련할 필요가 없어지게 되며, 복수의 롤들 끼리 및 반송수단과의 반송속도를 일치시키기 위한 회전수를 제어하기 위한 제어장치도 불필요하기 때문에, 설비비용을 절감할 수 있다. 또한, 도금조내에서 가공물을 반전시키는 싱크롤은 롤 자체가 도금액에 침지되어 있기 때문에, 액밀상태를 유지하면서 구동을 거는 구조가 극히 복잡해지므로, 싱크롤을 구비한 도금장치의 경우에 특히 유리하다.

본 발명에서는, 상기 기재필름은 표면에 전기도금의 시드층이 형성된 것이며, 상기 지지부재는 기재필름의 시드층과 전기적으로 접속된 상태에서 기재필름에 접합된 도전성부재이고, 상기 기재필름의 시드층에 전기를 공급하기 위한 급전롤은 상기 지지부재에 전기를 공급하는 것인 경우에는, 도금시에는 급전롤과 지지부재가 접촉하여 시드층에 대한 전기공급이 이루어지고, 급전롤과 기재필름이나 시드층과의 사이에 지지부재의 두께만큼의 틈새가 생겨 직접 접촉하지 않게 된다. 이 때문에, 특히 권취측, 즉 도금액을 통과하여 하류측에 배치된 급전롤에 있어서, 도금액이 기재필름에 부착되어 들어올려져 급전롤에 부착되었다고 할지라도, 시드층과 급전롤과의 사이에 틈새가 형성되어 도금액이 흘러 떨어지기 때문에, 도금중의 급전롤에 대한 도금 금속의 석출이 어느 정도 방지된다.

본 발명에서는, 상기 급전롤이, 지지부재에 전기를 공급하는 급전부재 이외의 기재필름과 대면하는 표면이 절연되어 있는 경우에는, 특히 권취측, 즉 도금액을 통과하여 하류측에 배치된 급전롤에 있어서, 도금액이 기재필름에 부착되어 들어올려져 급전롤에 부착되었다고 할지라도, 상기 급전롤의 급전부 이외의 기재필름과 대면하는 표면이 절연되어 있기 때문에, 도금중의 급전롤에 대한 도금 금속의 석출이 완전히 방지된다.

Claims (4)

1. 폭방향의 끝부분(端部) 부근에 길이방향으로 연장되도록 띠형상의 지지부재가 접합된 긴(長尺) 기재필름의 상기 지지부재에 반송(搬送)장력을 인가함으로써 기재필름을 반송하는 반송수단과,

   상기 기재필름을 도금액에 통과시킴으로써 기재필름에 도금을 실시하는 도금조를 구비한 것을 특징으로 하는 필름연속도금장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기재필름은 표면에 전기도금의 시드층이 형성된 것이며, 상기 지지부재는 기재필름의 시드층과 전기적으로 접속된 상태에서 기재필름에 접합된 도전성 부재이고, 상기 기재필름의 시드층에 전기를 공급하기 위한 급전롤은 상기 지지부재에 전기를 공급하는 것을 특징으로 하는 필름연속도금장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 급전롤은 지지부재에 전기를 공급하는 급전부 이외의 기재필름과 맞닿는(對面) 표면이 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 필름연속도금장치.
4. 기재필름에 대해, 폭방향의 단부 부근에 길이방향으로 연장되도록 띠형상의 지지부재를 접합하는 단계; 및

   상기 지지부재에 반송장력을 인가하여 기재필름을 반송함으로써 상기 기재필름을 도금액에 통과시켜 기재필름에 대해 도금을 실시하는 단계인 것을 특징으로 하는 필름연속도금방법.

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